120转炉技术规格书.doc

邢台中瑞电气有限公司120转炉功能规格书4一 原料系统41 上料系统第41.1 主要工艺过程41.2 操作点设置41.3 控制方式51.4 控制功能51.5 报警81.6 故障和事故处理82. 原料加料92.1 主要工艺过程92.2 主要工艺装置和设备92.3 操作点设置102.4 设定方式102.5 控制方式102.6 控制功能112.7 配料和加料表172.8 报警172.9 故障和事故处理173. 氮气密封173.1 操作和控制173.2 控制功能17二 氧枪和转炉181 吹炼过程总说明182 主要工艺设备及其操作182.1 涉及冶炼过程的工艺单元或子系统182.2 操作过程概述192.3 设定方式212.4 控制方式212.5 吹炼主控模块和全局模块213 顶吹过程控制243.1 主要工艺装置和设备243.2 顶吹仪表回路说明243.3 顶吹控制模块243.4 趋势组和记录组定义264 底吹过程控制274.1 工艺描述274.2 主要工艺装置和设备274.3 底吹的控制和连锁274.4 底吹控制模块294.5 趋势组和记录组定义305 溅渣护炉过程控制315.1 主要工艺过程315.2 主要工艺装置和设备315. 3 设定方式315. 4 溅渣护炉的控制和连锁315. 5 溅渣护炉控制模块325. 6 其他仪表检测项目345.7 趋势组和记录组定义346 转炉倾动控制346.1 主要工艺过程346.2 主要工艺装置和设备356.3 转炉倾动操作366.4 倾动控制和联锁387 氧枪传动控制387.1 主要工艺过程387.2 主要工艺装置和设备397.3 氧枪在吹炼中的操作过程407.4 氧枪的操作417.5 氧枪的控制和连锁428 转炉冷却水系统448.1 主要工艺过程448.2 主要工艺装置和设备448.3 转炉冷却水的控制和连锁44三 汽化冷却和煤气净化451 汽化冷却系统451.1 工艺概述451.2 汽化冷却的设定方式和控制方式461.3 回路的控制方式461.4 装置或对象的控制方式461.5 汽化冷却的控制472 转炉一次除尘532.1 工艺概述532.2 一次除尘的设定方式和控制方式542.3 一次除尘的控制542.4 趋势组和记录组定义60四 吹氩站611.1 工艺概述611.2 主要工艺设备611.3 主要工艺过程621.4 操作点设置621.5 设定方式和控制方式621.6 控制功能63五 煤气回收661 煤气回收设施的主控模块671.1 煤气回收设施和转炉系统之间的信号交换671.2 允许回收条件671.3 拒绝回收/停止回收事件模块682 煤气柜682.1 主要工艺过程682.2 煤气柜控制系统的设定方式692.3 煤气柜控制系统的控制方式692.4 煤气柜的控制693 煤气电除尘723.1 主要工艺过程723.2 煤气电除尘控制系统的设定方式743.3 煤气电除尘控制系统的控制方式743.4 电除尘器的控制744 煤气加压站764.1 主要工艺过程764.2 煤气加压站控制系统的设定方式774.3 煤气加压站控制系统的控制方式774.4 煤气加压站的控制77120转炉功能规格书一 原料系统1 上料系统第 1.1 主要工艺过程(1) 原料从地下料仓经上料皮带输送到高位料仓的过程：当某个高位料仓中物料少于下限设定值时，由控制系统或转炉操作人员发出要求上料指令，并指定高位料仓的编号。逆向起动皮带机，然后起动地下料仓指定的振动给料器进行原料上料工作， 将所需的物料加入指定高位料仓。(2) 除尘设备的起动过程：在转运站及地下料仓振动给料器等地点配有除尘设备， 上料中联锁起动除尘设备。1.2 操作点设置(1) 地下料仓操作室在转运站操作室内设有HMI操作站。操作人员在HMI上决定原料上料过程的进行以及操作方式的授权。如果在上一次的上料过程中有暂停或中断操作、没有将操作过程全部结束， 则显示报警状态， 无法再发出上料操作指令， 以提示操作人员正确处理。同时在HMI上设有强制设定上料过程结束的功能。(2) 机旁操作箱机旁操作箱用于设备检修和事故状态下的紧急操作，按如下设置：1) 地下料仓除尘阀门2) 带式输送机3) 转运站风机4) 地下料仓振动给料器及卸料阀门1.3 控制方式原料上料系统的控制方式有自动、半自动和远程或就地手动； 除就地手动以外的其他控制方式由操作人员在HMI上选择。1.3.1 自动方式在自动方式下，根据高位料仓料位信号，PLC按预定策略自动依次完成各个高位料仓的上料过程。每个上料过程中可以在HMI上暂停上料， 但不切换操作方式； 暂停恢复后， 自动上料过程将继续。如果在自动上料过程中切换到半自动方式， 当前料仓的上料过程将继续直到完成， 然后系统停止并在半自动方式下等待如果在自动上料过程中切换到远程手动方式或机旁手动操作方式则上料过程停止。此时须将皮带上的残留料处理完以保证下次上料的正确进行。1.3.2 半自动方式操作人员在HMI上选定目标高位料仓，PLC将自动依次完成上料过程。全部已选定线路的上料过程结束后， 系统停止并在半自动方式下等待， 可以任意切换操作方式。半自动上料过程中可以在HMI上暂停上料， 但不切换操作方式； 暂停恢复后， 上料过程将继续直到完成。如果在自动上料过程中切换到远程手动方式或机旁手动操作方式则上料过程停止。此时须将皮带上的残留料处理完以保证下次上料的正确进行。半方式和自动方式的主要区别在于： 自动工作方式只需给出一个“ 起动系统” 的命令， 其他过程均自动进行； 而半自动工作方式则需要一一选定要求上料的高位料仓， 其他过程是自动进行的。1.3.3 手动方式(1) 远程手动方式： 用于事故状态下的应急操作。操作人员在HMI上直接逐一操作单体设备,一次只对一个高位料仓进行上料。此时操作人员应保证将每次操作完整结束。(2) 机旁手动方式： 为优先级最高的方式， 用于设备检修或事故状态下的应急操作， 解除全部联锁。1.4 控制功能1.4.1 单体设备的传动控制和连锁(1) 卸料小车： 由MCC对其进行双向可逆控制， 起动前和行走中有报警指示。起动条件如下：1) 系统有上料请求。2) 有上料请求的高位料仓没有正在进行加料工作。3) 无电气故障。4) 不在指定的高位料仓处。5) 当卸料小车到达左、右极限位置后，由程序强制只可进行反方向的单向操作， 同时在HMI上显示卸料小车的位置。 (2) 皮带机： 由MCC控制， 起动前有声光报警器报警， 起动条件：1) 系统有上料请求。2) 电子皮带称正常。3) 卸料小车到位。4) 无电气故障。5) 操作人员没有发出暂停或中断命令 当有皮带机发生故障时，自动停止地下料仓的振动给料机以停止继续下料；自动停止运料。能继续卸入高位料仓的物料，按当前的操作方式加入高位料仓；无法卸入高位料仓的物料在皮带机正常后， 手动加入指定的高位料仓。(3) 高位料仓料位联锁：在每个高位料仓上都装有连续料位计，PLC计算产生高二值、高一值、低一值和低二值逻辑信号。1) 高二值： 高位料仓满信号， 连锁该料仓紧急停止上料。2) 高一值： 高位料仓满信号， 连锁该料仓停止上料。3) 低一值：在自动方式下，为高位料仓加料请求信号；在半自动方式和手动方式下， 为高位料仓紧急加料提示和报警。4) 低二值：在自动方式下，为高位料仓紧急加料请求信号；在半自动方式和手动方式下， 为高位料仓紧急加料提示和报警。 (4) 自动方式下的上料轮巡策略1) 任何时刻对发出料位低二值信号的高位料仓优先自动响应，即当前正在加料的高位料仓加料完成后立即对该料仓加料；如果有多于一个的高位料仓发出料位低二值信号，按照编号顺序列队。2) 如果无高位料仓发出料位低二值信号，则响应发出低一值信号的高位料仓的加料请求，如果有多于一个的高位料仓发出料位低一值信号， 按照编号顺序列队。如果无任何一个高位料仓发出低一值或者低二值加料请求，处于等待状态。3) 操作人员可以在HMI上为并未发出低一值或者低二值加料请求的高位料仓发出加料请求。这种方式可以用于料位计故障退出使用时， 或者需要一次性加满全部料仓时。 (5) 除尘设备： 除尘设备包括除尘阀门、除尘风机、除尘器本体、输灰装置、灰斗， 均由MCC或成套控制设备对它们进行控制。1) 各个相关的工艺过程或者代表工艺过程的工艺设备状态是除尘设备（ 灰斗的振打器、卸灰阀除外）工作的条件。如果相关的工艺过程不再需要除尘，除尘设备在延时后停止或关闭。2) 高位料仓除尘设备：在决定了卸料小车的目的地后控制系统自动开启对应的除尘阀门，然后除尘风机自动起动，并给除尘器成套控制设备一个信号使除尘器自动按周期性工作。3) 各灰斗的振打器和卸灰阀：当需卸灰时由工人通过机旁操作箱就地操作。1.4.2 仪表检测和控制(1) 上料流量检测： 采用电子皮带称进行上料质量流量的连续测量， 在PLC中计算出当前上料累积量， 作为操作参考。1.4.3 顺序控制正常情况下， 原料上料系统按如下顺序进行控制。(1) 选择控制方式。(2) 获得上料指令。1) 自动工作方式：操作人员发出“ 启动系统”命令或根据高位料仓料位检测和在库量计算模块产生上料请求信号2) 半自动工作方式： 操作人员通过HMI选定要求上料的高位料仓产生上料请求信号。(3) 获得目标高位料仓编号(4) 获得输送量设定值并作修正计算(5) 获得地下料仓编号(6) 根据目标高位料仓的编号， 对应得到地下料仓编号。(7) 确认起动条件1) 皮带无残留物：在自动和半自动操作方式下，正常上料过程中， 皮带无残留物 ， 如操作人员发出暂停上料指令， 则在暂停结束后自动完成上料过程皮带无残留物；在手动方式或操作人员中断上料过程时， 则须人工保证皮带无残留物。2) 电气设备正常3) 地下料仓料位满足输送量要求：如果地下料仓料位不满足要求， 发出地下料仓加料请求之后， 方可进行上料过程。(8) 逆向起动皮带机， 逆向起动皮带机以保证不发生因后续皮带没起动而造成的堆料事故。(9) 起动地下料仓振动给料器,置“ 上料进行中” 标志(10) 相应起动除尘设备(11) 在自动工作方式下， 检测是否有其他上料请求， 若有则进行指定上料； 若没有则按物理位置顺序将所有的料位低于高限的高位料仓加满。此时， 上料皮带机不停机， 以减少上料皮带机的运行次数。起动下一个上料过程的条件是：1) 下一个地下料仓振动给料器正常。2) 卸料小车到位3) 全部上料结束后， 发出结束上料指令， 清“ 上料进行中”标志。(12) 在半自动工作方式下，检查是否有其他高位料仓需要上料，若有则进行指定的上料操作， 否则发出停止上料操作， 清“ 上料进行中” 标志。(13) 在远程手动方式下，结束上料操作，手动清“ 上料进行中”标志。(14) 依次顺向延时停止皮带机：正常操作时，延时停止皮带机，以保证皮带上无残留物料。(15) 向原料加料PLC传送更新的高位料仓库容量(16) 更新记录，将新的高位料仓的料位值写入高位料仓数据表。1.5 报警1) 皮带状态、跑偏、急停报警2) 上料过程暂停、中断报警3) 电气故障4) 除尘设备不能工作1.6 故障和事故处理 (1) 主体设备（ 皮带机、振动给料器、卸料小车等） 电气原因无法起动， 操作人员监视高位料仓的剩余原料量， 保证原料量满足原料加入量的要求。当剩余原料量不能满足生产时，PLC发出停止吹炼请求。(2) 皮带发生事故时， 通过跑偏开关（ 重度跑偏信号） 或拉绳开关、头尾急停开关， 停止皮带的运行， 操作人员监视高位料仓的剩余原料量， 保证原料量满足原料加入量的要求。当剩余原料量不能满足生产时，PLC发出停止吹炼请求。(3) 事故排除后， 要确保皮带上无残留物。(4) 卸料小车不能自动定位， 改为手动定位， 然后再上料。(5) 除尘设备不运行， 判断上料过程是否必需立即进行， 从而进行手动操作。2. 原料加料2.1 主要工艺过程(1) 1#汇总斗配料过程： 1#汇总斗的配料由高位料仓的焦炭、铁皮、轻烧白云石、1#活性石灰的称量、汇总过程组成。轻烧白云石高位料仓和1#活性石灰高位料仓下的振动给料器分别将轻烧白云石和石灰卸入各自料仓下的称量斗进行称量， 最后加入1#汇总斗。由于焦炭高位料仓和铁皮高位料仓共用一个称量斗，配料时须按先后次序分别完成焦炭和铁皮的称量、汇总过程。整个配料过程中， 1#汇总斗实时显示当前汇总斗内原料的总重量。称量结束后， 操作人员手动操作称量斗卸料阀， 将物料汇入汇总斗。(2) 2#汇总斗配料过程：2#汇总斗的配料由高位料仓的活性石灰、萤石和轻烧镁球的称量、汇总过程组成。2#活性石灰高位料仓下的振动给料器将石灰卸入料仓下的称量斗进行称量， 最后加入2#汇总斗。由于萤石高位料仓和轻烧镁球高位料仓共用一个称量斗， 配料时须按先后次序分别完成萤石和轻烧镁球的称量、汇总过程。整个配料过程中， 2#汇总斗实时显示当前汇总斗内原料的总重量称量结束后， 操作人员手动操作称量斗卸料阀， 将物料汇入汇总斗。(3) 原料加料过程：通过控制1#、2#汇总斗下气动插板阀的开闭，将汇总斗中的原料经溜槽加入转炉内。(4) 矿石和硅铁连续加料过程： 矿石高位料仓和硅铁高位料仓下的振动给料器分别将矿石和硅铁卸入料仓下的称量斗进行称量， 称量后的矿石和硅铁通过称量斗下的振动给料器经溜槽连续加入转炉内。控制称量斗下的振动给料器速度可以开环粗略控制矿石的连续加料流量。 (5) 复合渣料的称量和加料过程： 复合渣料高位料仓下的振动给料器将渣料卸入料仓下的称量斗进行称量， 称量后的渣料通过称量斗下的气动插板阀经旋转溜槽加入钢水包内。2.2 主要工艺装置和设备设有10个高位料仓， 其中活性石灰为两个料仓。每个料仓下各设一个振动给料器。除焦炭和铁皮， 轻烧镁球和萤石高位料仓共用一个称量斗外， 其余料仓下均设有一个称量斗进行分散称量， 每个称量斗下设气动插板阀、溜管各一个。转炉左右两侧设1#、2#汇总斗， 汇总斗下设电子称、气动插板阀和溜槽。1) 高位料仓： 10个2) 称量斗： 8个3) 汇总斗： 2个4) 振动给料器： 10个5) 气动插板阀： 10个6) 旋转溜槽： 1个7) 溜槽： 2个2.3 操作点设置(1) 转炉主操作室：设置了加料HMI，操作人员通过HMI完成原料配料表和加料表的选择和确认、操作方式的选择以及复合渣料斗气动插板阀和旋转溜槽以外其它所有设备操作地点的授权， 对整个原料加料过程进行控制、监视和事故处理。(2) 炉后摇炉室： 对复合渣料斗气动插板阀及旋转溜槽在炉后摇炉室操作台上设置了相应的按钮和指示灯。(3) 机旁操作箱1) 振动给料器机旁操作箱2) 复合渣料斗气动插板阀机旁操作箱3) 旋转溜槽机旁操作箱2.4 设定方式(1) 一级配料表设定方式：操作人员在一级系统的HMI调用、修改和确认在一级系统HMI或者PLC中预存储的配料表和加料表。确认后的配料表和加料表作为当前设定值表。可以在配料和加料过程中切换到手动设定方式， 但当前设定值表不变，直到操作人员手动修改。当前炉次结束前，不能切换到二级计算机设定方式。(2) 一级单物料设定方式：操作人员在一级系统的HMI选定原料品种， 并输入该品种的加料量，PLC判断配料条件并自动完成当前所选物料的配料称量过程。主要用于特殊操作。2.5 控制方式(1) 配料过程的自动方式：PLC根据当前设定值表进行各种原料配料称量控制。PLC自动控制按预定称量顺序进行各种原料配料称量，称量结束后，开启称量斗卸料阀，将物料汇入汇总斗。最后由操作人员操作投入转炉。(2) 配料过程的远程手动方式：用于事故状态下的应急操作，解除被选择原料配料、加料过程连锁，操作人员在HMI上读取称量值并直接操作单体设备， 保留其它原料设备间的连锁。(3) 机旁手动方式：用于设备检修或事故状态下的应急操作，通过HMI的授权，选择机旁操作箱进行操作，解除被选择原料配料、加料过程连锁， 保留其它原料设备间的连锁。(4) 某些单体设备如复合渣料斗气动插板阀和旋转溜槽仅有炉后摇炉室/机旁手动方式。(5) 控制方式转换规则：配料和加料过程中，控制方式可以按照自动、远程手动、机旁手动的顺序由高到低转换，而不能逆向转换。一次配料结束后，可以重新回到自动方式。具体如下：1) 加料过程由自动方式转远程手动方式工作，远程手动对某种原料配料、加料操作未结束前不允许回到自动方式。2) 加料过程由自动方式转入机旁手动方式工作，手动操作结束后， 允许转远程手动方式。3) 加料过程由远程手动方式转入机旁手动工作，机旁手动操作结束后， 允许回到远程手动方式。2.6 控制功能2.6.1 单体设备的传动控制(1) 配料振动给料机传动控制每台振动给料机由2台电机驱动，由变频器控制其速度快慢。变频器预设高低速两档输出，根据称量斗的设定值和称重信号通过PLC输出给变频器的高速、低速命令，调整变频器的输出，调整配料振动给料机振动速度 前期快振，接近设定值时转入慢振， 从而实现准确称量。(2) 矿石连续加料振动给料机传动控制由2台电机驱动， 由变频器控制其速度快慢。变频器预设高低速两档输出（ 根据情况可在变频器上改变预设的高低速值），操作工在HMI上操作，通过PLC输出给变频器的高速、低速命令， 调整变频器的输出， 调整振动给料机振动速度，可从而实现工艺要求投料时间。(3) 气动插板阀的传动控制220VAC双线圈电磁阀，由MCC对其进行“ 开启”、“ 关闭”控制， “ 开到位” 、“ 关到位” 行程开关配合切断电源。(4) 旋转溜槽的传动控制电机驱动， 由MCC对其进行“ 往工作位” 、“ 往待机位”双向可逆控制，“ 工作位”、“ 待机位”行程开关配合切断电源， 使旋转溜槽停止。2.6.2 设备间的连锁(1) 高位料仓下的振动给料机的启动条件：1) 称量设定值合理。2) 振动给料机无电气故障。3) 高位料仓的料位无低限报警。4) 称量斗下翻板阀关闭。5) 称量斗电子称输出信号无断路故障。(2) 高位料仓下振动给料机的停止条件：1) 称量结束。2) 振动给料机电气故障。3) 称量斗电子称输出信号断路故障。4) 称量斗电子称输出信号无变化。(3) 合用称量斗的高位料仓下的振动给料机之间的连锁：1) 焦炭高位料仓下的振动给料器启动时禁止铁皮高位料仓下的振动给料器的启动，而铁皮高位料仓下的振动给料器启动时禁止焦炭高位料仓下的振动给料器的启动。2) 轻烧镁球高位料仓下的振动给料器启动时禁止萤石高位料仓下的振动给料器的启动，而萤石高位料仓下的振动给料器启动时禁止轻烧镁球高位料仓下的振动给料器的启动。(4) 称量斗下的翻板阀的开启条件：1) 称量过程结束。2) 翻板阀无电气故障。3) 汇总斗下的翻板阀关闭。4) 称量斗料非空信号（ 由重量反映） 。（ 注：复合渣料称量斗下翻板阀的开启条件中没有“ 汇总斗下的翻板阀关闭” ， 但还须包含“ 旋转溜槽处于工作位”和“ 钢包车到位” ）(5) 称量斗下翻板阀的关闭条件：1) 称量斗料空信号（ 由重量反映） 。2) 翻板阀MCC电源故障。(6) 称量斗下的翻板阀与汇总斗下的翻板阀连锁：称量斗下的翻板阀开启时禁止汇总斗下的翻板阀开启，而汇总斗下的翻板阀开启时禁止称量斗下的翻板阀开启。(7) 汇总斗下的翻板阀的开启条件：1) 翻板阀无电气故障。2) 溜槽密封阀开启。3) 汇总斗密封阀开启。4) 汇总斗料非空信号（ 由重量反映） 。5) 所有配好料的原料均已汇入汇总斗（ 操作人员的确认信号）。6) 转炉处于零位的状态。(8) 汇总斗下翻板阀的关闭条件：1) 翻板阀无电气故障。2) 汇总斗料空信号（ 由重量反映） 。(9) 汇总斗下的翻板阀与转炉倾动、溜槽密封阀的连锁：1) 汇总斗下翻板阀关闭后转炉才能倾动2) 汇总斗下的翻板阀关闭后才允许溜槽密封阀关闭。2.6.3 仪表检测和控制(1) 称量斗称量：每个称量斗设有一个电子称，测量值送入PLC。1) 配料开始前，PLC对称量设定值进行合理性判断。如果设定值超出极限范围则视为不合理设定值，不启动配料并产生操作提示信号。合理范围的上限为量程上限， 下限在量程的15%以上可调。2) 配料称量过程中，PLC不断将称量斗内的物料实际重量与设定值进行比较，当物料实际重量达到设定值后，给出配料称量完成信号， 连锁振动给料机停止振动。3) 配料称量过程中，PLC根据配料表中的设定值和配料称重测量值之差的大小控制振动给料机的快振和慢振，实现准确配料。4) 在保证配料称量精度的前提下， 为了尽可能提高配料速度，需要尽可能推迟振动给料器进入慢振。下料速度和物料的比重、堆密度、湿度等许多因素有关，也和振动频率有关。因此，慢振时的下料速度不可能通过事先的计算确定，而需要在现场通过试验和调整确定。现场试验和调整中，对每一种物料，首先需要根据经验确定慢振频率；然后实测该种物料在该慢振频率时的下料速度；然后调整慢振频率获得比较理想的慢振下料速度。由此，可以确定一个绝对的进入慢振条件， 例如量程的5%（ 可调） 。当物料的称量值和设定值之差大于这个绝对的进入慢振条件时，振动给料器快振；当物料的称量值和设定值之差等于或小于这个绝对的进入慢振条件时， 振动给料器慢振。5) 称量斗料空监视： 按照仪表精度设置合适的料空报警信号，用于在称量斗向汇总斗出料的过程中连锁关闭称量斗出料阀， 并产生结束信号。6) 附着量报警：称量斗卸料后，由于粘附作用会影响称量精度，因此每次卸料后应计算附着量。如果附着量大于全量程的3%5%， 应提示人工清理。7) 卡料判断：出料过程中，当称量斗出口的插板阀开或者振动给料机运转过程开始后启动卡料判断用定时器；当计时器计时到但料未排空， 视为卡料， 产生报警信号。(2) 汇总斗称量：每个汇总斗设有一个电子称，称量值送入PLC。1) 汇总斗料空监视： 按照仪表精度设置合适的料空报警信号，用于在汇总斗向转炉加料的过程中连锁关闭汇总斗出料阀，并产生结束信号。2) 卡料判断：出料过程中，当汇总斗出口的插板阀开，启动卡料判断用定时器； 当计时器计时到但料未排空， 视为卡料，产生报警信号。2.6.4 顺序控制2.6.4.1 转炉原料加顺序的过程分段原料加料过程可以分为以下几个控制聚合的子过程。每个子过程开始时置位标志， 作为与其他子过程的连锁条件； 每个子过程结束时产生结束信号并复为标志， 作为与其他子过程的连锁条件。(1) 原料配料过程： 本过程管理从高位料仓到称量斗的配料称重。其功能包括称重设定值的获取、操作命令的获取、配料称重开始条件的检查、单体设备控制命令的产生、提供本过程结束信号作为向下一过程（ 即原料汇总过程）的起动条件。(2) 原料汇总过程： 本过程管理从称量斗到汇总斗的原料输送。其功能包括检查配料称重过程提供的开始条件、单体设备控制命令的产生、提供本过程结束信号作为向下一过程（ 即原料投入过程） 的起动条件。(3) 原料投入过程：本过程管理从汇总斗把原料输送到转炉。其功能包括称操作命令的获取（ 按照吹氧量计数自动投入或操作人员的操作命令） 、检查原料汇总过程提供的开始条件、单体设备控制命令的产生、提供本过程结束信号。(4) 矿石连投过程： 本过程管理从矿石称量斗把矿石输送到转炉。其功能包括称操作命令的获取（ 自动投入或操作人员的操作命令）、检查原料配料过程提供的开始条件、单体设备控制命令的产生。(5) 复合渣料投入过程：本过程管理从复合渣料称量斗把原料输送到钢包。其功能包括称操作命令的获取（ 操作人员的操作命令）、检查原料配料过程提供的开始条件、单体设备控制命令的产生。2.6.4.2 转炉原料加料操作的顺序(1) 加料准备工作1) 获得指令：由转炉主控程序下达加料指令，加料操作人员进行确认。2) 选择操作方式： 主操作室操作人员在HMI进行操作方式选择。默认方式为“ 自动方式”，给出“ 自动进行第一次加料”提示。3) 获得配料设定值：按照不同的配料表的来源进行配料表的读取、判断、修改和确认。有二级机情况下，确认即可。无二级机情况下， 根据钢种选择配料表， 由操作人员修改确认。(2) 加第一批料1) 操作人员在HMI上确定第一次加料量占总量的百分比。2) 根据上述百分比自动计算第一次加料的各种物料的设定值，产生第一次配料设定值表并在HMI上显示。3) 检查设备起动条件和连锁条件， 如果起动条件不满足则在HMI上给出提示。4) 开振动给料器： 高速启动振动给料器， 进行快速加料。5) 开始称量：按照第一次配料的实际设定值进行原料的称量控制，称量完毕自动记录每一种物料第一次配料的实际重量值记录。6) 原料汇总：将称量好的原料汇入汇总斗。自动记录每一种物料在称量斗中的附着量。7) 检查汇总斗下翻板阀的开条件； 不满足给出相关提示。8) 等待第一次加料命令。9) 往转炉加料：获得第一次加料命令（ 转炉开吹前由操作人员在HMI给出）后，开启南、北汇总斗下翻板阀，将原料卸入转炉。(3) 加第二批料1) 根据第一次加料的百分比自动计算第二次加料的各种物料的设定值，产生第二次配料设定值表并在HMI上显示；允许操作人员修改； 无论修改与否， 必须得到操作人员的确认。2) 检查设备起动条件和连锁条件， 如果起动条件不满足则在HMI上给出提示。3) 开振动给料器： 高速启动振动给料器， 进行快速加料。4) 开始配料称量：按照第二次配料的实际设定值进行原料的称量控制，称量完毕自动记录每一种物料第二次配料的实际重量值记录。5) 原料汇总：将称量好的原料汇入汇总斗。自动记录每一种物料在称量斗中的附着量。6) 检查汇总斗下翻板阀的开条件； 不满组足给出相关提示。7) 等待第二次加料命令。8) 往转炉加料：获得第二次加料命令（ 转炉开吹前由操作人员在HMI给出）后，开启南、北汇总斗下翻板阀，将原料卸入转炉。(4) 根据冶炼实际情况， 酌量加第三次料1) 由操作人员给出第三次配料和加料的指令，半自动控制或手动控制。2) 操作方式转换：仅能选择一级半自动设定方式和一级手动设定方式。3) 选择原料、设置加料量：确认后，操作人员可以利用临时配料表进行原料种类、加料量设定。4) 检查设备起动条件和连锁条件， 如果起动条件不满足则在HMI上给出提示。5) 开振动给料器： 高速启动振动给料器， 进行快速加料。6) 开始配料称量：按照第三次配料的实际设定值进行原料的称量控制，称量完毕自动记录每一种物料第三次配料的实际重量值记录。7) 原料汇总：将称量好的原料汇入汇总斗。自动记录每一种物料在称量斗中的附着量。8) 检查汇总斗下翻板阀的开条件； 不满组足给出相关提示。9) 等待第三次加料命令。10) 往转炉加料：获得第三次加料命令（ 转炉开吹前由操作人员在HMI给出）后，开启南、北汇总斗下翻板阀，将原料卸入转炉。2.6.4.3 矿石连投加料操作的顺序逻辑控制(1) 矿石配料称量：矿石的配料称量可以在转炉原料配料过程中一并完成，所不同的是矿石的配料是一次完成，而不是象其他原料配料分两次完成。在加料表中记录称量值。(2) 检查连投振动给料机的启动条件：检查连投振动给料机的启动条件是否满足， 不满足给出提示。等待投料命令。(3) 确定连投速度和发出投料命令：操作工在HMI上确定连投速度和发出投料命令(4) 向转炉投料：得到确认后，启动振动给料器，进行矿石和硅铁的连续加料。加料结束在加料表记录附着量。2.6.4.4 复合渣料加料操作的顺序逻辑控制(1) 复合渣料配料称量：复合渣料的配料称量可以在转炉原料配料过程中一并完成，配料称量过程也是一次完成。在加料表中记录称量值。(2) 检查称量斗翻板阀开启条件：检查称量斗翻板阀开启条件是否满足， 不满足给出提示。等待加料命令。(3) 往钢水罐加料：开启称量斗翻板阀，进行钢水罐加料。加料结束在加料表记录附着量。2.7 配料和加料表(1) 配料和加料表的建立： 在PLC中的存储应包括当前配料和加料表及其副本。副本用于向操作人员提供恢复功能。2.8 报警(1) 气动插板阀限位报警时，程序暂停，等待维护人员修复确认后， 继续执行。(2) 电子称出现输出值溢出或断路时，程序暂停，等待维护人员修复确认后， 继续执行。2.9 故障和事故处理(1) 振动给料机电气故障时，暂停程序的执行，自动转为远程手动操作， 等待修复。 (2) 气动插板阀电气故障时，暂停程序的执行，自动转为远程手动操作， 等待修复。(3) PLC故障时， 停止程序的执行， 输出值保持安全状态。3. 氮气密封转炉吹炼过程中， 为了防止空气从氧枪孔与烟罩间隙进入转炉，必须对氧枪孔进行氮气密封， 另外为了防止空气从1#、2#汇总斗进入转炉， 也必须对汇总斗和溜槽进行氮气密封。3.1 操作和控制(1) 操作位置设置： 全部氮封阀门在主操作室的HMI上远程操作。(2) 控制方式： 氮封系统每个气动阀门可以独立设置自动或者HMI远程手动。3.2 控制功能3.2.1 仪表检测和控制(1) 氮气源压力（ 压力调节阀前）指示、记录、低一值报警、低二值报警并作为原料汇总过程的禁止条件。(2) 氮气源压力（ 压力调节阀后）指示、记录、低一值报警、低二值报警并取反后作为原料汇总过程的起动条件。(3) 氮气流量指示、累计。(4) 各氮封点压力低一值报警、低二值报警并取反后作为相关过程的起动条件。3.2.2 氮封阀的控制和连锁(1) 氧枪孔： 在吹炼期间， 氧枪孔氮封阀与氧枪下枪过程连锁。提升氧枪时到闭氧点时， 氮封阀延时1分关闭； 下降氧枪时到开氧点时，N2封阀立即打开。(2) 1#分配器进气阀：在吹炼期间开启，直到吹炼结束确认信号到或者吹炼顺序控制程序复位。(3) 矿石连投称量斗密封阀：从配料过程开始时打开，直到吹炼结束确认信号到或者吹炼顺序控制程序复位。(4) 矿石连投溜槽密封阀：从配料过程结束时打开，直到吹炼结束确认信号到或者吹炼顺序控制程序复位。(5) 汇总斗溜槽密封阀：从配料过程结束时打开，直到原料投入过程结束。(6) 溜槽密封阀：当矿石连投溜槽密封阀、汇总斗溜槽密封阀氮封点中任一点氮封开时， 连锁同步本阀开。二 氧枪和转炉1 吹炼过程总说明从过程控制的角度看， 氧气转炉的冶炼过程是一种周期操作的、多机组和众多设备互相协调作用的典型批量过程。因而， 在控制软件中必须把整个冶炼过程分解为若干个操作顺序步。出于各种可能的原因， 冶炼进程中， 操作人员需要对一些过程事件进行干预， 包括改变冶炼进程。因而，实际冶炼进程是由控制系统和操作人员共同决定的、包括自动控制和人工操作控制的混合过程。在冶炼过程中， 某些设备的连锁会因进程而变化； 必要时， 操作人员可以改变进程推进的条件， 例如把自动进程控制改为手动进程控制； 在吹炼后期， 还提供自由操作以便操作人员确定补吹时间和补吹次数。在过程控制系统的设计中， 必须把控制功能分解到对应各个工艺设备单元的控制器。这些控制器所对应的工艺单元也有各自的批量过程或操作顺序。这些批量过程或操作顺序步必须受到转炉吹炼主控制器的约束， 才能和其他工艺单元的批量过程或操作顺序步协调。因而， 必须设计冶炼过程的主控程序， 用以协调整个冶炼过程；还必须设计冶炼过程的全局数据处理程序， 用以产生、计算、存储、显示和传送各个工艺单元所需要的设定值。2 主要工艺设备及其操作2.1 涉及冶炼过程的工艺单元或子系统(1) 转炉本体(2) 氧枪传动(3) 顶吹和溅渣护炉(4) 底吹(5) 原料加料的入炉控制(6) 合金加料的入炉控制(7) 转炉煤气的冷却和净化2.2 操作过程概述(1) 冶炼准备：确定冶炼钢种、目标含碳量、目标温度，热平衡计算。(2) 静态模型计算：根据铁水成分和重量计算总氧量设定值、原料量设定值、废钢量。(3) 转炉倾动到装料侧： 准备装料。(4) 主原料装入： 包括1) 必要的时候， 先装入底渣。2) 废钢装入：在废钢装入后，由操作人员确认废钢装入结束，此事件代表冶炼周期开始， 所有涉及到吹炼的系统按要求进入准备状态， 风机高速。3) 铁水装入：铁水装入且转炉回到垂直位置后，控制系统刷新和检查所有涉及到吹炼的系统的连锁条件， 确认这些条件。(5) 吹炼条件就绪：氧枪在待吹点；全部需要人工操作的条件均已经满足；基础自动化系统得到完整的设定值和指令，即吹炼设定值表和原料加料要求。与此同时，已经完成第一部分原料的配料，并且存储在汇总斗中，准备好按照原料加料要求投入转炉熔池； 第二次原料加料所需的原料立即开始配料称量。(6) 开始吹炼： 由操作人员触发的事件， 激活如下操作：1) 下枪到吹炼设定值表所指定的吹氧点。2) 氧枪到达开氧点时，氧气切断阀开，氧气压力调节阀到预定开度。3) 氧枪到吹炼点后， 氧气流量调节阀到预定开度。4) 汽化冷却投入。5) 煤气净化投入。(7) 起燃和吹炼：起燃是吹炼真正开始的标志。当操作人员确知已经起燃，立即告知控制系统。所有关于吹炼过程的控制计算从此时开始：1) 吹炼时钟启动。2) 根据吹炼设定值表， 氧气流量调节投入。3) 根据吹炼设定值表， 底吹开始。4) 在合适的时间，操作人员手动操作裙罩下降，炉口微差压调节投入； 产生煤气回收开始信号。5) 操作人员操作原料投入。6) 煤气回收投入， 并在吹炼后期退出。(8) 吹炼正常结束：吹氧量累计达到设定值时，吹炼完成，开始提枪。当枪位达到安全位置时，控制系统自动确认吹炼结束事件，产生和发出吹炼结束信号。氧气切断，氧气流量调节阀到零开度。(9) 吹炼停止或中断：在吹炼过程中，出于各种可能的原因，操作人员可以停止或中断吹炼。吹炼停止指放弃冶炼；吹炼中断则可以由操作人员恢复吹炼。当中断吹炼提枪过程中， 当枪位达到关氧点时， 氧气切断，氧气流量调节阀到零开度。此时控制系统不产生吹炼结束信号。当停止吹炼提枪过程中，当枪位达到关氧点时， 氧气切断，氧气流量调节阀到零开度。此时控制系统不产生吹炼结束信号。操作人员可以在善后处理结束后， 对吹炼过程进行人工复位操作， 使控制系统可以等待下一炉次的冶炼。(10) 吹炼恢复：操作人员恢复吹炼的唯一操作是再次下枪吹氧，吹炼设定值表和原料加料设定值表仍然可以有效。也可以切换到非二级计算机设定方式。(11) 测温取样： 提枪并且转炉倾动到指定位置后， 可以测温取样。测温取样装置系统提供“ 测温成功”等信号，并向PLC提供钢水温度信号和溶解氧含量信号。(12) 必要的补吹：补吹操作的氧量和时间是操作人员根据测温取样的结果决定的。补吹期间， 第二次原料投入。（ 每炉次的吹炼过程可以合理地一次或者多次下枪吹氧， 每次下枪称为一个吹氧阶段，全部吹氧阶段之和称为吹炼周期）(13) 吹炼结束确认：不论是吹炼正常结束、吹炼中断或者吹炼停止，每次提枪后，操作人员可以向控制系统输入信息，把当前状态解释为吹炼结束。(14) 钢水包准备好。(15) 倾动到出钢侧。(16) 出钢： 出钢的同时， 合金加入。(17) 倾动到垂直位置。(18) 由操作人员选择是否溅渣护炉，是则溅渣护炉操作，否则下一操作。在溅渣护炉开始前， 可以进行各种必要的自由操作。(19) 扒渣： 转炉倾动到扒渣位置， 开始扒渣。(20) 冶炼结束和系统正常复位：扒渣结束后，转炉倾动到垂直位置，控制系统将把它视为本炉次吹炼结束。2.3 设定方式设定方式指定控制回路中设定值的来源。(1) 一级表格设定方式： 操作人员在HMI选择、调用在PLC及其HMI中存储的吹炼设定值表，修改和确认后存储到PLC中，成为当前生效的吹炼设定值表。二级计算机设定方式下，如果PLC和二级计算机的通讯中断，将切换到一级自动设定方式， 作为当前设定值表来自二级计算机的设定值表设定值表。吹炼开始后切换到一级手动设定方式。切换到一级手动设定方式后， 当前设定值和指令仍然有效， 直到操作人员修改。(2) 一级手动（ 单回路）设定方式：如果操作人员认为必要，可以把个别回路、对象和功能设置为一级手动设定方式。2.4 控制方式(1) 自动方式： 用于回路、对象或者外部子系统。(2) 远程手动方式：用于回路、对象或者外部子系统。操作人员在HMI直接操作，如某个调节阀。可以在合理的前提下回到该回路、对象或者外部子系统自动方式。(3) 操作台手动方式：用于回路、对象或者外部子系统。操作人员在操作台（ 包括主操作台） 直接操作， 如转炉的倾动。(4) 机旁手动方式： 主要用于应急操作和检修。2.5 吹炼主控模块和全局模块(1) 设定方式模块本模块完成各种操作方式的转换和所要求的数据传送，相关事件记录。设定操作方式会在HMI上随时显示。(2) 选枪模块由操作人员选择两支氧枪互为备用的氧枪之一投入吹炼操作， 选枪的含义延伸到选择与枪相配套的氧气、氮气管道系统、仪表和冷却水。选枪操作信号作为本模块的输入， 本模块将检查选枪操作的有效性， 包括氧枪设备的电气条件、仪表条件、介质条件和氧枪的状态条件。二个互非的选枪信号（“A枪选中”和“ B枪选中”）输出到氧枪传动系统和顶吹、底吹、氧枪冷却水等系统的仪表控制系统。(3) 吹炼顺序模块在2.2所描述的整个过程中， 该模块判断并登录全部事件、状态和信号。(4) 吹炼设定值表模块本模块包括本炉次基础自动化系统所获得的吹炼全部设定值。换言之， 本模块存储的是当前设定值。吹炼设定值表的数据来自工艺计算。吹炼设定值表的主要内容举例如：1) 一个当前吹炼设定值表： 读/写。2) 一个当前吹炼设定值表副本： 在当前吹炼周期内只读。(5) 吹炼设定方式模块1) 从吹炼设定值表库中调用、修改并覆盖当前设定值表，产生新的副本。2) 在任何内容的当前吹炼设定值表中修改并确认为新的当前设定值表， 产生新的副本。(6) 吹炼条件模块在铁水装入完成以前， 所有涉及吹炼的工艺单元控制系统的起动条件模块都应向本模块发送一个综合后的“ 允许吹炼”信号。这些信号会被显示在操作站上。对本模块而言， 如果这些信号不能被全部满足， 吹炼条件就不满足， 吹炼过程不会开始。各个工艺单元的“ 允许吹炼信号” 会被显示在操作站上。每一炉次的吹炼准备时， 本模块的全部输入信号应复位后重新检测。应向本模块传送“ 允许吹炼” 信号的工艺单元和信号是：1) 转炉倾动系统2) 氧枪传动系统3) 顶吹系统4) 原料加料系统5) 汽化冷却系统6) 煤气净化系统7) 主厂房仪表气源压力高于最小值8) 溅渣护炉系统被选枪的氮气切断阀在关状态(7) 停吹紧急条件模块在吹炼过程中， 任何一个涉及吹炼的工艺单元控制系统的紧急停吹条件模块都时刻监测所控制的范围内的故障。如果发生应导致吹炼紧急停止的故障或事件时， 应向本模块发送一个“ 紧急停吹请求” 信号。此外， 操作人员也可以通过紧急按钮触发紧急停吹信号。所有这些信号会被显示在操作站上。对本模块而言， 如果获得任何一个紧急停吹信号， 紧急停吹条件就满足， 吹炼过程中断。同时， 本模块向各个有关工艺单元的控制系统发送“ 紧急停吹”命令。紧急停吹时， 紧急提枪到最高位。提枪过程中， 和枪位连锁的系统， 例如顶吹系统， 会在各自的程序控制下回到安全状态。每一炉次的吹炼准备时， 本模块的全部输入信号应复位后重新检测。应向本模块传送“ 紧急停吹请求” 的工艺单元和信号是：1) 转炉倾动系统2) 氧枪传动系统3) 顶吹系统4) 原料加料系统5) 气化冷却系统6) 煤气净化系统7) 主厂房仪表气源压力低于最小值8) 溅渣护炉系统被选枪的氮气切断阀不在关状态在紧急停吹事件发生后， 一些设备将会被锁定在安全位置，操作人员必须执行“ 紧急停吹状态复位” 操作， 才能解除这些设备的锁定。(8) 复位模块：发生并登录吹炼紧急停止事件后，如果必要，操作人员可以在HMI上触发本模块。本模块把所有设备置为吹炼准备时的状态，并对此进行检查，当设备状态不正确时，给出提示。(9) 氧枪高度计算模块：控制系统需要两种氧枪高度数据：其一是氧枪头相对于车间地坪的绝对高度，由本模块通过对来自氧枪位置编码器或者脉冲发生器的输入信号进行标度换算获得；其二是氧枪头相对于转炉内熔池液面的相对高度。由本模块根据氧枪绝对高度和其他数据计算获得。氧枪头相对于转炉内熔池液面的相对高度主要和以下因素有关：1) 氧枪绝对高度， 过程信号， 动态。2) 铁水装入量和废钢装入量。3) 炉衬厚度和侵蚀状况。a) 由于炉衬厚度和侵蚀状况不可测量， 需要操作人员输入标准装入量时熔池液面的修正值。(10) 切断阀诊断模块：比对每一个切断阀的命令（DO）和状态（ DI），状态值不符合命令值时起动相关定时器，计时到则置位阀门故障报警标志；状态值符合命令值时复位相关定时器，复位阀门故障报警标志。(11) 调节阀诊断模块：比对每一个配备有阀位监测装置的调节阀的命令（AO） 和阀位（ AI） ， 阀位值与命令值相差的绝对值大于20%时起动相关定时器， 计时到则置位阀门故障报警标志；状态值符合命令值时